Modulatore EoSerie: dispositivo di controllo della polarizzazione a film sottile di niobato di litio ad alta velocità, bassa tensione e di piccole dimensioni
Le onde luminose nello spazio libero (così come le onde elettromagnetiche di altre frequenze) sono onde di taglio e la direzione di vibrazione dei suoi campi elettrici e magnetici ha vari orientamenti possibili nella sezione trasversale perpendicolare alla direzione di propagazione, che è la proprietà di polarizzazione di luce.La polarizzazione ha un importante valore applicativo nei campi della comunicazione ottica coerente, del rilevamento industriale, della biomedicina, del telerilevamento terrestre, dell'esercito moderno, dell'aviazione e dell'oceano.
In natura, per orientarsi meglio, molti organismi hanno sviluppato sistemi visivi in grado di distinguere la polarizzazione della luce.Ad esempio, le api hanno cinque occhi (tre occhi singoli, due occhi composti), ciascuno dei quali contiene 6.300 piccoli occhi, che aiutano le api a ottenere una mappa della polarizzazione della luce in tutte le direzioni nel cielo.L'ape può utilizzare la mappa di polarizzazione per localizzare e condurre con precisione la propria specie verso i fiori che trova.Gli esseri umani non hanno organi fisiologici simili alle api per percepire la polarizzazione della luce e hanno bisogno di utilizzare apparecchiature artificiali per percepire e manipolare la polarizzazione della luce.Un tipico esempio è l'uso di occhiali polarizzatori per dirigere la luce di diverse immagini negli occhi sinistro e destro in polarizzazioni perpendicolari, che è il principio dei film 3D al cinema.
Lo sviluppo di dispositivi di controllo della polarizzazione ottica ad alte prestazioni è la chiave per sviluppare la tecnologia di applicazione della luce polarizzata.I tipici dispositivi di controllo della polarizzazione includono generatore di stati di polarizzazione, scrambler, analizzatore di polarizzazione, controller di polarizzazione, ecc. Negli ultimi anni, la tecnologia di manipolazione della polarizzazione ottica sta accelerando il progresso e si sta integrando profondamente in una serie di aree emergenti di grande importanza.
Prendendocomunicazione otticaad esempio, spinto dalla domanda di trasmissione massiccia di dati nei data center, coerente a lunga distanzaotticola tecnologia di comunicazione si sta gradualmente diffondendo alle applicazioni di interconnessione a corto raggio che sono altamente sensibili ai costi e al consumo energetico, e l'uso della tecnologia di manipolazione della polarizzazione può ridurre efficacemente i costi e il consumo energetico dei sistemi di comunicazione ottica coerente a corto raggio.Tuttavia, attualmente, il controllo della polarizzazione è realizzato principalmente da componenti ottici discreti, il che limita seriamente il miglioramento delle prestazioni e la riduzione dei costi.Con il rapido sviluppo della tecnologia di integrazione optoelettronica, integrazione e chip sono tendenze importanti nello sviluppo futuro dei dispositivi di controllo della polarizzazione ottica.
Tuttavia, le guide d'onda ottiche preparate nei tradizionali cristalli di niobato di litio presentano gli svantaggi di un basso indice di rifrazione, del contrasto e di una debole capacità di legame del campo ottico.Da un lato, le dimensioni del dispositivo sono elevate ed è difficile soddisfare le esigenze di sviluppo dell'integrazione.D'altra parte, l'interazione elettroottica è debole e la tensione di pilotaggio del dispositivo è elevata.
Negli ultimi anni,dispositivi fotonicibasati su materiali a film sottile di niobato di litio hanno fatto progressi storici, raggiungendo velocità più elevate e tensioni di pilotaggio inferiori rispetto ai tradizionalidispositivi fotonici al niobato di litio, quindi sono favoriti dall'industria.In ricerche recenti, il chip di controllo della polarizzazione ottica integrato è realizzato sulla piattaforma di integrazione fotonica a film sottile di niobato di litio, che comprende generatore di polarizzazione, scrambler, analizzatore di polarizzazione, controller di polarizzazione e altre funzioni principali.I parametri principali di questi chip, come la velocità di generazione della polarizzazione, il rapporto di estinzione della polarizzazione, la velocità di perturbazione della polarizzazione e la velocità di misurazione, hanno stabilito nuovi record mondiali e hanno mostrato prestazioni eccellenti ad alta velocità, basso costo, nessuna perdita di modulazione parassita e basso tensione di comando.I risultati della ricerca realizzano per la prima volta una serie di prodotti ad alte prestazioniniobato di litiodispositivi di controllo della polarizzazione ottica a film sottile, composti da due unità di base: 1. Rotazione/divisione della polarizzazione, 2. Interferometro Mach-zindel (spiegazione >), come mostrato nella Figura 1.
Orario di pubblicazione: 26 dicembre 2023